【《基于BIM的地铁车站综合管线工程项目管理成效分析案例概述》7900字】

基于BIM的地铁车站综合管线工程项目管理成效分析案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u8244基于BIM的地铁车站综合管线工程项目管理成效分析案例概述 160691.1地铁车站综合管线项目管理的工作要素（WorkingelementsofcomprehensivepipelineprojectmanagementinMetroStation） 1300041.2BIM技术的应用思路分析（AnalysisontheapplicationofBIMTechnology） 2250551.3基于BIM技术的项目管理实施方案（ImplementationschemeofprojectmanagementbasedonBIMtechnology） 5227411.4地铁车站BIM管线优化（BIMpipelineoptimizationofmetrostation） 81.1地铁车站综合管线项目管理的工作要素（WorkingelementsofcomprehensivepipelineprojectmanagementinMetroStation）地铁项目是一个庞大的系统工程，专业多，建设施工期长、参建单位交叉施工频繁、协调难度大，这要求前期工作尽可能的细致。在实际的工程中，设计阶段设计工期非常短暂，还要协调各专业之间的布局、接口等，这就需要设计在设计阶段充分做好工作准备。而施工阶段是检验设计成果最有效的手段，在施工中对各专业通信接口问题、各专业设备配套问题、施工组织协调问题进行检验，发现问题，进一步协调、解决，这都要花费大量的人力、物力、财力。地铁车站综合管线项目工期紧、工程复杂、多专业交叉施工、施工技术难度高，施工质量和安全管理难度大。公共交通事业建设的工作重点在于对机电安装工作的科学部署，从地铁运营的实际工作角度出发，进行综合管线的施工管理非常重要，对于公共交通事业的顺利进行具有支持的作用，也彰显出科学技术进步的重要价值。从实际的工作角度进行考量，综合管线的施工管理工作重点从施工前期就开始受到关注，针对施工的细节进行优化与完善，主要就是为了完成达成安全运营的目标。为了达到安全运营的目标就需要做全项目寿命周期的管理工作，初期的设计图纸设计、审核，严格、精确的设计交底，设备、材料规格的严格审查，施工前充足的准备，施工中工艺的严格把控，运营中故障、缺陷的处理等等。在地铁项目众多专业施工中，机电安装工程有其独特的特点：管线多，系统多，控制点多，设备多，接口多，安装工艺要求高，安装后调试工程量大。机电安装工程独特的特点就要求在施工中做好现场的管理及监督。而综合管线的布局合理与否，对地铁施工质量优良与否取到很大部分决定作用。所以在地铁车站的机电安装工作的具体施工中，需要重点对综合管线施工进行管理和监督。在设计阶段，应合理对综合管线的布局及相互干扰因素进行考虑和设计，实施科学的合理化布局。在施工阶段，要进行按图施工，科学铺设。在施工中，因设计、施工误差，会造成现场无法满足施工的情况，这就要求施工单位并做好应对复杂情况返工准备，及时反馈施工中的问题、错误，设计单位进行进一步的调整、优化。“实践是检验真理的唯一标准”，针对再优化的设计，再完美的方案，依然需要在施工中进一步检验。在地铁项目施工前要进行细致化的部署，从人、机、料、法、环全面进行探索，一切以满足现场施工的实际需求为出发点，通过投资控制、进度控制、质量控制完成项目管理的目标任务。在实际施工中见识理论与实际相结合，在具体综合管线设计和施工实施前先进行土建实体工程的复测及模型核对，以防主体尺寸因施工原因造成误差或者偏移造成综合管线模型无法实施。同样也需要考虑材料自身原因，例如针对综合支吊架的规格，线槽的尺寸及壁厚，线缆的规格，弯头的规格，风管的壁厚及规格以及后期维护的检修空间进行管控。在明确了综合管线布置原则后，进行管线排布。在布局安全、合理、科学的基础上，尽可能提升管线排布的美观性。以轨道交通需求未根本，从实际工作需求为出发点，根据施工计划及方案进行设备材料准备。并根据现场实际施工进度和影响因素进行工作协调、目标调整，严格把控施工质量，满足地铁工程的百年目标。稳定运营是对工程建设做好的审核与监督，针对施工中的每个节点进行安全的操作是保证公民人身和财产安全的关键。控制机电、给排水水、通风的管线铺设，是既美观有安全的地铁车站功能要求。1.2BIM技术的应用思路分析（AnalysisontheapplicationofBIMTechnology）针对项目，主要从以下几个方面考虑BIM的应用：（1）从技术角度：事前控制，优化方案，尽早发现并解决施工过程中的问题。在设计阶段，利用BIM的三维可视化检查和优化CAD设计过程中的错漏碰缺的问题；在施工阶段，利用BIM技术来分析和模拟施工方案，并加以优化，解决现场返工问题。（2）从沟通角度：三维可视化，让沟通交流更加简洁明确。在设计和施工阶段，各专业之间的沟通协调因为专业和人员经验素质的差异，存在着沟通理解的困难，而BIM的三维可视化可以清晰的表达设计意图和施工方案，便于多方理解。BIM人员入驻现场(图5-1)，将BIM信息及时传达现场，同时将现场信息反馈模型。由总包单位牵头组织召开项目例会，业主代表、设计、监理、施工单位共同参加，利用BIM模型进行进度汇报和各专业协调会，形象直观，沟通高效。图5-1BIM团队现场沟通Figure5-1BIMteamonsitecommunication综合管线的布局主要考虑将土建结构和建筑、管线桥架、设备设施，依托于现有的BIM技术软件，在一定的规则下建立模型，在现在参建的工程中，主要使用欧特克公司旗下的revit软件。通过revit软件，建立模型，在施工时依据可视化的信息模型，进行现场施工管理，可以有效降低施工安全隐患。因为在BIM建模期间就对管线空间排布进行验证：（1）管线布置空间需求。在建立模型前，先对土建的结构及建筑布局进行现场空间验证，确认是否满足设计要求。综合考虑所有管线布置的高度，针对车站公共区、设备区和大型设备房不同需求进行完成后标高确认，同时要满足装修专业的高度要求。这里需要特别注意的有两点：一个是车站内存在下反梁的可能，需要注意下反梁的标高。因为下反梁占据空间高度，需要压缩排布空间来满足装修后的吊顶标高。另一个就是运输通道处的管线标高控制。为了后期更换设备方便，这往往是大型设备的更换。方便运输和减少拆下，尽可能的提升管线标高。（2）管线相对位置布置。综合管线包含各专业的管线、桥架，为了方便检修、美观需要按照一定规则进行排布。后期检修、维护和扩展多的管线尽量排布在下方。出于安全考虑可以将用电类的管线排布在最上方，风管可以居中或者占据另一部分上方，用水类的管线排布在最下方。从电气和人身安全考虑来说，供电系统的管线应于其他管线保持适当的间距要求，从规范来讲，一般不得低于0.3m。保证通信质量，弱电系统的管线应具备抗干扰的能力，同时满足间距要求。有压水管避让无压水管，因无压水管靠自重进行排水，为方便排水，有压水管应避让无压水管。同时兼顾小直径水管避让大直径水管，软管避让硬管，附件少的管道避让附件多的管道。（3）管线及风管风口避免设置在设备正上方，电气设备方应避免设置水管。（4）同一方向敷设电缆较多时，应设置电缆桥架，集中敷设，排布桥架时需要注意点：小桥架避让大桥架，桥架引入配电箱时应采用下进下出的方式。（5）管线排布的合理同时需要满足后期的维修、检修需求，例如单侧设置或者两侧检修，应根据管线宽度进行设置，检修空间的宽度也应根据现场管线的密度和空间的宽度进行设置。BIM模型，是实体化了的数据信息。它具有可视化、可协调性、模拟性、可优化性和可出图性5大特点，BIM技术可以用应到城市轨道交通建设的全寿命周期中去。可以通过BIM特点，利用其优势，提高设计和施工实体的质量，减少返工降低建设成本，从而提高工程预算的准确性，方便于后期运营维护。利用BIM完成设计，利用revit的碰撞检查，避免了传统模式的二维设计，施工检验的方式，提高了设计的准确性，BIM在车站综合管线设计中的应用已经取得了良好的效果。而在工业建筑和民用建筑设计领域，已经有多家设计公司实现了整个项目的全专业BIM正向设计，充分发挥了协同设计的价值，体现了其核心设计价值。利用BIM技术，在三维空间里建立模型，将数据信息实体化，再通过实体化的模型反馈数据信息，这种转化保持了数据信息与模型的相对一致性。通过模型再赋予时间维度既可以将施工过程呈现出来。而对于一个项目来说，BIM技术的运用可以贯穿项目的整个生命周期。在设计阶段，利用数据信息建立模型。施工阶段，利用模型指导施工，同时验证模型，反馈模型中的问题和错误，BIM团队及时进行调整。在运营阶段，运营单位可以利用模型进行维保、维护。本文利用的长沙地铁4号线某地铁站，采用采用AutodeskRevit软件，探讨在地铁车站综合管线工程中进行BIM正向设计的可行性应用方案。目前利用Revit正向设计的协同方式主要有2种方式：链接文件和中心文件。链接文件，这种技术相对成熟、稳定、不易出错。所谓链接文件就是在文件与文件之间建立链接关系，使它们之间的数据传输，得到共享。在这种模式下，硬件资源相对较少，单个文件简单，建立过程相对独立。但是这种模式下有其自身的弊端，建立模型过程相对独立，这就导致不同文件建立者之间沟通较少，无法达到信息的及时共享，每个团队只负责各自的模型。等到各自模型完成后，通过链接进行整合时，可能会因为各自的实物导致魔心无法整合，再次进行就改，甚至要经历很长时间去进行调整，从而影响整个项目的进度。中心文件，这是一种可以实现信息实时共享的协同工作方式，利用Revit创建工作集，这是多专业共同协作的最好方式。在计算机中建立中心文件，链接服务器，将中心文件存放在这个服务器上，利用Revit协作功能区下的工作集建立工作共享关系。设计总体讲中心文件放在服务器上，各工点设计通过网络访问中心文件并进行下载、建模，建立各自专业的工作集，定期通过网络将各专业模型上传到服务器中的中心文件中进行同步，同步的同时各专业可以及时更新其他专业的模型，实现各专业信息的实施共享。这种方式需要设置各自的权限，中心文件建立在业主或者总体的服务器中，中心文件不能随意改动，如改动需要进行授权并留有相应的记录，并针对不同的版本建立可辨认的备份。以便出错可撤回，引用原来无误的模型。各专业仅能针对各自专业的模型进行修改，对其他专业模型进行审查、核对，则无权进行修改，如发现问题可以向上一级反馈，申请相对应专业进行修改。由于地铁工程是一个系统的系统工程，牵扯到专业众多，参与者也也牵扯到多家单位。在设计阶段，就需要各个专业设计者参与协作，共同设计。在设计初期为了方便大家使用统一标准、方式进行建模就需要建立统一的标准：（1）文件的命名方式，一个工程应采用统一的命名方式，同时这种方式方便各专业的区分、归集、出图。（2）模型的基准选择及尺寸标准，确定统一的基准点和尺寸选择，方便后期各专业各自模型的合并。（3）建立统一的样板文件，样板文件应确认视图、族、系统分类、过滤器、已定义的设置（如单位、填充样式、线样式、线宽、视图比例等）和几何图形等。（4）明确模型交付标准，各专业交付的模型应包含各自专业的图纸信息，包含几何信息、对象名称、材料信息、系统信息、型号信息、时间版本等。模型的构建精细程度应全面反映图纸信息，模型能够确实的体现实体，也能够准确的计算工程统计和预算的计算。在建立模型的过程中，建模的规则也同样要提前确定，在以往的经验和综合支吊架厂家的深化建议中，先以“小管让大管，软管让硬管，弱电让强电，有压让无压”为主要原则，断面遵循“风上、电中、水下”的原则，同时在风管较少或者风管尺寸较小的时候可以兼顾“电上、风中、水下”的原则。进行专业细化后，对于管道直径、线缆桥架的尺寸、风管截面尺寸进行确认，设置合理检修空间及相互之间的间距进行统一标准进行排布，本专业确保无错位，不同专业确保不冲突。建立完模型及时上传至服务器进行冲突检测，及时修改。1.3基于BIM技术的项目管理实施方案（ImplementationschemeofprojectmanagementbasedonBIMtechnology）根据总体设计设定的规则、标准，依据施工图设计，各专业建立各自BIM模型，作为后期工作的基础。通过BIM三维模型可以直观地进行大临布置，如：项目部、材料堆放场、材料加工场、生活区、运输道路等，在模型中可以充分考虑绿色施工现场的节能、节地、节材和环境保护的因素，同时通过对材料加工及运输路线的模拟，降低二次搬运频率，优化临水电及设备的布置，避免在项目实施过程中的拆迁及改造。图5-2地铁车站土建模型图Figure5-2BIMModelofsubwaystationcivilengineering图5-3地铁车站机电模型图Figure5-3BIMelectromechanicalmodelofmetrostationBIM模型具备最直观的三维可视化信息模型特性。使用BIM模型三维技术的冲撞检查在地下地铁站管道建设的早期阶段进行冲击检查，改善室内空间设计，减少不正确的损坏和维修的可能性，并改善安静的空气，改善管道布置计划。最终，施工人员还可以利用冲击后管道的三维物理模型进行施工安全公开，施工仿真模拟，提高施工质量，并提高与社区业主的沟通能力。BIM实体模型将所有技术学科置于同一实体模型中，并对技术学科的和谐结果进行全面测试。技术学科之间的矛盾以及对长宽比的影响是BIM技术应用的关键。物理模型均基于真实极限模型，并提出了传统表达的省略部分（如保温管层，结构预制构件等），这暴露了传统设计方案中许多未发现的问题。土木工程和机械设备的高科技专业模式得到了协调完善。三维三维模型可以在轴测图的任何部分进行剖切和详细说明，并且可以观察和调整此时的管线设计高程相关性。可以利用BIM手机软件对模型中不同管道之间、桥架之间、管线与结构建筑之间的所有碰撞进行检查，设计人员根据冲突报告进行修改。理论上，模型中所有冲突都可以检测出来进行修改，保证数据模型无误。此外，它以一种方式和方法可视化建筑物高度的分布，并轻松找到损害地板高度的短板，然后进行可靠性设计以及对地板高度和天花板高度的精确控制。除了传统工程图的主要性能，再加上一些模型和等轴测图，管道连接一目了然。三维BIM实体模型也可以访问，数据漫游，并且主要可视化以各种形式执行。由于BIM实体模型集成了各种机器设备管道的信息内容数据信息，因此它还可以对机器设备管道进行准确的目录统计分析，并部分替代机器设备计算的工作。根据建设公司提出的滨水电力布局规划，与第一份综合管线施工图设计相协调，升级滨水电力布局，防止现场水电布局损害现场施工。(a)(b)图5-4地铁车站水电管线BIM优化.(a)水电管线BIM模型;(b)水电管线现场图.Figure5-4BIMoptimizationofhydropowerpipelineinmetrostation.(a)BIMmodelofhydropowerpipeline;(b)sitedrawingofhydropowerpipeline.利用BIM三维模型，可以为土建结构预留洞口、临时配电箱进行防护设计，提前进行防护措施方案模拟，提高工程安全指数。(a)(b)图5-5地铁车站场地布置BIM优化.(a)场地BIM模型;(b)围护设施BIM模型.Figure5-5BIMoptimizationofsubwaystationsitelayout.(a)BIMmodelofsubwaystationsite;(b)BIMmodelofsubwaystationenclosurefacilities.地铁机电安装工程的特点是空间狭小、专业多、施工集中、管线交叉多，工期紧张等。在传统综合管线的施工过程中，遇到最多的问题就是管线的碰撞问题，由于没有进行事前规划，各专业都是秉承“先占先用”的原则，先期施工的专业，占用最方便施工的位置，这个位置往往在综合支吊架最下从，方便施工。转角处施工较任意，不考虑其他专业的施工空间，造成了其他专业不便、无法施工，最后只能通过调整、返工才能将管线排布完不仅造成成本增加，也造成进度滞后，影响系统功能的质量。基于现有技术的地铁工程冷水机房施工更是重灾区：现场环境脏乱、安全隐患大；手工作业误差大，难以保证质量；材料浪费严重；管线布局不合理，返工多，施工周期长，满足不了工期要求；安装精度不够，难以达到设计标准等。通过BIM技术，针对地铁车站工程的土建、建筑、机电、系统机电等建立三维BIM模型，能够真实有效的反应实体工程信息，建立不同构件之间的空间位置关系，形成相互之间的互动、反馈机制，通过BIM设计总体建立的沟通机制，及时调整信息模型，减少、杜绝碰撞问题，合理优化不同专业管线之间的布局，提高施工的安全、进度、质量、成本控制，也提升在地铁综合管线施工中管理的精细度。装配式机房施工技术依托BIM技术，在设计蓝图基础上，开展深化设计、三维建模、三维仿真、解决综合管线排布、碰撞问题精确计算材料数量，通过工厂预制、现场拼装实现一次成优的安装目标，解决传统地铁设计、施工中的诸多技术难题，提升工程质量、缩短施工周期、降低成本、减少安全隐患。1.4地铁车站BIM管线优化（BIMpipelineoptimizationofmetrostation）传统式的管线综合设计模式有其自身的缺陷，传统模式的设计无法保证其管线设计排布的合理性，有其在管线复杂处、拐角处，无法保证其设计的无误。随着BIM技术的引用，很大程度上克服了传统模式的缺点，大幅提高管线设计的合理性以及设计效率。根据业主要求和设计规范，综合BIM软件和管线排布的特性，利用BIM软件进行综合管线排布，并进行碰撞检查及修改、优化。通过BIM软件进行优化以达到降低成本要求。同时通过BIM软件可以导出施工图纸，比如综合管线的平面图、剖面图、大样图，甚至可以根据需要导出单专业图纸，再赋予模型时间维度，根据4D模型直接指导现场施工安装工作，让现场施工人员有了直接感官，对施工工艺、步骤有了解，推进了施工进度，提高了安装质量和效率。对于施工单位来说提高了效益，提升了业主的期望值。BIM技术的引用，对于业主、设计、施工和运营单位来说都有利无害。利用BIM进行综合管线优化具体的意义体现在以下几个方面：（1）设计阶段，传统设计阶段从设计图纸效果来说，仅仅是二维图纸；从专业来说，结构、建筑、机电、通号、门梯等专业相对独立设计，设计单位缺乏相互沟通。施工时往往会发现空间布局不合理、冲突，高度控制不满足规范要求等问题。传统模式下，发现问题就要去解决一个问题，工期较长，甚至会因变更引起其他专业冲突，反复出现，严重影响工期。利用BIM技术，总体设计将相关专业整合到一个模型当中，各专业可以通过合成后的模型进行审查，三维模型当中，结构建筑、设备、管线及装修之间的立体布置关系清晰展现出来。利用碰撞检测可以将单专业内、各专业间冲突、错误检测出来，形成报告，反馈给各专业设计者，并以此为依据进行修改。完成修改重复上述操作，直至无误。还可以利用漫游功能，从感官上了解实体工程。在以往传统阶段，各专业根据二维平面图纸进行施工，发现施工冲突，各专业先以自己专业为主，先占先用，对后续的专业施工的影响直接漠视。当其他专业施工时，就需要进行返工。BIM技术引进后，在仿真的数据信息模型内，根据设计尺寸在空间内布置各类管线、桥架。通过仿真模型更直观、明了的展现出来。（2）施工阶段，通过BIM模型，客观、直观的向施工单位展现该车站工程的管线相对位置及布局关系，从视觉上就提醒施工单位控制安装位置的重要性，时刻提醒施工单位不得随意改动位置。这样可以控制现场的返工率，收到良好